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更环保飞机:以色列理工研究飞行中按需产氢

 2017-06-01 来源:民航资源网 作者:Deborah  [投稿排行榜]
2017-06-01 11:55:59

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更环保飞机:以色列理工研究飞行中按需产氢

  图:活性铝通过燃料电池产生电能 来源:以色列理工

  民航资源网2017年6月1日消息:据《每日科学》报道,以色列理工学院航空航天工程师开发了一项专利技术,可以在飞机飞行中安全、低成本地从水和铝颗粒中产生氢气。之后氢气可以转化为电能供飞机使用。

  这一突破将可能取代目前飞机由主引擎提供动力的液压和气动系统,为发展无污染、更电动的飞机铺平道路。最近发表在《国际氢能杂志》的一篇论文论述了这一开创性的成果。

  以色列理工航空工程学院首席研究员Shani Elitzur博士表示,飞行过程中飞机上产生的氢气能够被输送到燃料电池中用于产生电能。这项技术为多个难题提供了一个好的解决办法,比如氢气的储存,利用这项技术没有在液体或气体状态下储存氢气的问题。

  尽管氢燃料的使用在一段时间内是一种潜在的更环保的能源解决方案,但氢气的储存一直是个难题。工程师们已能够通过使用无污染的质子交换膜(PEM)燃料电池和由论文的合作作者Alon Gany教授和Valery Rosenband博士申请专利的铝激活过程来解决这一问题。

  Elitzur博士研究的重点是活性铝粉与水(不同类型)产生氢气的反应。这项技术的基础是铝粉与水的化学反应。飞机上的淡水或废水都可以被激活,这意味着飞机不需要携带任何额外的水。

  粉末铝和水之间的自发持续反应是通过研究人员开发的铝激活的特殊热化学过程实现的。覆盖铝颗粒表面的氧化物或氢氧化物膜的保护性能因扩散到铝质中的一小部分锂基催化剂发生改变,从而使室温下的水自发与铝发生反应。

  研究人员表示,这一过程确实会产生热量,但这些热量可以有多种用途,包括在机上厨房加热水和食物,进行除冰操作或在发动引擎前加热飞机燃料。

  据研究人员表示,他们的技术能够提供:

  -飞机上更安静的运行

  -大幅减少二氧化碳排放

  -紧凑型存储,飞机上不需要配置氢气储存罐

  -更高效产生电能

  -减少布线(多个燃料电池可以位于其使用点附近)

  -热效率(燃料电池产生的热量可用于除冰,加热喷气燃料)

  -减少燃料箱中的易燃蒸气(产生惰性气体)

  Rosenband博士解释说,使用可用的机上废水可以提高系统的效率和安全性,并且质子交换膜燃料电池可以高效地产生电能。

  飞机制造商包括波音和空客已开始就使用机载燃料电池展开调研。波音期望在目前最先进的电动飞机787-8机型上使用这种电池,并已在小型飞机上进行了试验。

  据以色列理工学院研究人员介绍,燃料电池甚至可以在航空公司及机场地面运营中发挥节能作用,它们可以用于除冰和跑道灯塔等系统。

  Gany教授总结说,高效的氢气产生和储存代表了飞机飞行中高效安全能源需求的未来。

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